分析完了List与Queue之后，终于可以看看LinkedList的实现了。LinkedList弥补了ArrayList增删较慢的问题，但在查找方面又逊色于ArrayList，所以在使用时需要根据场景灵活选择。对于这两个频繁使用的集合类，掌握它们的源码并正确使用，可以让我们的代码更高效。
LinkedList既实现了List，又实现了Deque，前者使它能够像使用ArrayList一样使用，后者又使它能够承担队列的职责。LinkedList内部结构是一个双向链表，我们在分析ArrayDeque时提到过这个概念，就是扩充单链表的指针域，增加一个指向前一个元素的指针previous。
AbstractSequentialList
AbstractSequentialList是LinkedList的父级，它继承自AbstractList，并且是一个抽象类，它主要为顺序表的链式实现提供一个骨架：
This class provides a skeletal implementation of the List interface to minimize the effort required to implement this interface backed by a "sequential access" data store (such as a linked list). For random access data (such as an array), AbstractList should be used in preference to this class.
意思是它的主要作用是提供一个实现List接口的骨架，来减少我们实现基于链式存储的实现类时所需的工作量。AbstractSequentialList并没有做很多特殊的事情，其中最主要的是提供一个方法的默认实现，并将以下方法抽象，以期有更符合场景的实现：
public abstract ListIterator<E> listIterator(int index);
其他一些方法的实现都利用了这个listIterator方法，我们不再一一查看了。下面我们分析LinkedList的实现
LinkedList的结构
LinkedList的继承结构如下所示：
可以看到，LinkedList也实现了Cloneable、java.io.Serializable等方法，借鉴于ArrayList的经验，我们可以想到它的Clone也是浅克隆，在序列化方法也采用了同样的方式，我们就不再赘述了。
构造方法与成员变量
数据单元Node
在介绍链表结构时提到过，其数据单元分为数据域和指针域，分别存储数据和指向下一个元素的位置，在java中只要定义一个实体类就可以解决了。
private static class Node<E> {
E item; //数据
Node<E> next; //下一个元素
Node<E> prev; //上一个元素
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
成员变量
LinkedList成员变量主要有三个，而且其意义清晰可见。
// 记录当前链表的长度
transient int size = 0;
// 第一个节点
transient Node<E> first;
// 最后一个节点
transient Node<E> last;
构造函数
因为链表没有长度方面的问题，所以也不会涉及到扩容等问题，其构造函数也十分简洁了。
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
一个默认的构造函数，什么都没有做，一个是用其他集合初始化，调用了一下addAll方法。addAll方法我们就不再分析了，它应该是和添加一个元素的方法是一致的。
重要方法
LinkedList既继承了List，又继承了Deque，那它必然有一堆add、remove、addFirst、addLast等方法。这些方法的含义也相差不大，实现也是类似的，因此LinkedList又提取了新的方法，来简化这些问题。我们看看这些不对外的方法，以及它们是如何与上述函数对应的。
//将一个元素链接到首位
private void linkFirst(E e) {
//先将原链表存起来
final Node<E> f = first;
//定义一个新节点，其next指向原来的first
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
//将first指向新建的节点
first = newNode;
//原链表为空表
if (f == null)
//把last也指向新建的节点，现在first与last都指向了它
last = newNode;
else
//把原链表挂载在新建节点，也就是现在的first之后
f.prev = newNode;
size++;
modCount++;
}
//与linkFirst类似
void linkLast(E e) {
//...
}
//在某个非空节点之前添加元素
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
//先把succ节点的前置节点存起来
final Node<E> pred = succ.prev;
//新节点插在pred与succ之间
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
//succ的prev指针移到新节点
succ.prev = newNode;
//前置节点为空
if (pred == null)
//说明插入到了首位
first = newNode;
else
//把前置节点的next指针也指向新建的节点
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
//删除首位的元素，元素必须非空
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
private E unlinkLast(Node<E> l) {
//...
}
//删除一个指定的节点
E unlink(Node<E> x) {
//...
}
可以看到，LinkedList提供了一系列方法用来插入和删除，但是却没有再实现一个方法来进行查询，因为对链表的查询是比较慢的，所以它是通过另外的方法来实现的，我们看一下：
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
//可以说尽力了
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//size>>1就是取一半的意思
//折半，将遍历次数减少一半
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
最后，我们看下它如何对应那些继承来的方法：
//引用了node方法，需要遍历
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
//也可能需要遍历
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
//也要遍历
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
public E element() {
return getFirst();
}
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
public E remove() {
return removeFirst();
}
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
//...
总结
LinkedList非常适合大量数据的插入与删除，但其对处于中间位置的元素，无论是增删还是改查都需要折半遍历，这在数据量大时会十分影响性能。在使用时，尽量不要涉及查询与在中间插入数据，另外如果要遍历，也最好使用foreach，也就是Iterator提供的方式。
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